අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය ක්ෂුද්‍ර ලෝකයේ මූලික නීතියකි. එය අනුපූරක මූලධර්මයේ විශේෂිත ප්රකාශනයක් ලෙස සැලකිය හැකිය.
සම්භාව්‍ය යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේදී අංශුවක් යම් පථයක් ඔස්සේ ගමන් කරන අතර ඕනෑම මොහොතක එහි ඛණ්ඩාංක සහ ගම්‍යතාව නිවැරදිව තීරණය කළ හැකිය. ක්ෂුද්‍ර අංශු සම්බන්ධයෙන්, මෙම අදහස වැරදිය. ක්ෂුද්‍ර අංශුවකට පැහැදිලිව නිර්වචනය කරන ලද ගමන් පථයක් නොමැත; මෙම අවස්ථාවෙහිදී, “දී ඇති ස්ථානයක තරංග ආයාමය” යන සංකල්පයට භෞතික අර්ථයක් නොමැති අතර, ක්ෂුද්‍ර අංශුවක ගම්‍යතාවය තරංග ආයාමය හරහා ප්රකාශ වන බැවින් - පි=දක්වා/ l, එවිට යම් ගම්‍යතාවයක් සහිත ක්ෂුද්‍ර අංශුවකට සම්පූර්ණයෙන්ම අවිනිශ්චිත ඛණ්ඩාංකයක් ඇති බව අනුගමනය කරයි, සහ අනෙක් අතට.
ඩබ්ලිව්. හයිසන්බර්ග් (1927), ක්ෂුද්‍ර අංශුවල ද්විත්ව ස්වභාවය සැලකිල්ලට ගනිමින්, පූර්ව නිශ්චිත නිරවද්‍යතාවයකින් ඛණ්ඩාංක සහ ගම්‍යතා යන දෙකම සහිත ක්ෂුද්‍ර අංශුවක් එකවර සංලක්ෂිත කළ නොහැකි බව නිගමනය කළේය.
පහත සඳහන් අසමානතා හයිසන්බර්ග් අවිනිශ්චිත සම්බන්ධතා ලෙස හැඳින්වේ:
Δx Δ පි x ≥ h,Δ yΔp y ≥ h,Δ zΔp z ≥ h.
මෙහි Δx, Δy, Δz යනු ක්ෂුද්‍ර අංශුවක් ස්ථානගත කළ හැකි ඛණ්ඩාංක අන්තරයන් (මෙම අන්තරයන් ඛණ්ඩාංක අවිනිශ්චිතතා වේ), Δ පි x , Δ පි y , Δ පි zඛණ්ඩාංක අක්ෂ මත ස්පන්දන ප්රක්ෂේපණවල විරාම අදහස් වේ x, y, z, h- ප්ලාන්ක් නියතයි. අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය අනුව, ආවේගය වඩාත් නිවැරදිව සටහන් වන තරමට, ඛණ්ඩාංකයේ අවිනිශ්චිතතාවය වැඩි වනු ඇත, සහ අනෙක් අතට.
ලිපි හුවමාරු කිරීමේ මූලධර්මය
විද්යාව දියුණු වන විට සහ රැස් කරගත් දැනුම ගැඹුරු වන විට, නව න්‍යායන් වඩාත් නිවැරදි වේ. නව න්‍යායන් ද්‍රව්‍ය ලෝකයේ කවරදාටත් වඩා පුළුල් ක්ෂිතිජ ආවරණය කරන අතර කලින් ගවේෂණය නොකළ ගැඹුරට විනිවිද යයි. ගතික න්‍යායන් ස්ථිතික ඒවා මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය වේ.
සෑම මූලික සිද්ධාන්තයකටම අදාළ වීමේ යම් සීමාවන් ඇත. එමනිසා, නව න්‍යායක් මතුවීම යනු පැරණි එක සම්පූර්ණයෙන්ම ප්‍රතික්ෂේප කිරීමක් නොවේ. මේ අනුව, ආලෝකයේ වේගයට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වේගයක් සහිත මැක්‍රොකොස්මයේ සිරුරු චලනය නිව්ටන්ගේ සම්භාව්‍ය යාන්ත්‍ර විද්යාව විසින් සැමවිටම විස්තර කෙරේ. කෙසේ වෙතත්, ආලෝකයේ වේගය (සාපේක්ෂතාවාදී වේගය) හා සැසඳිය හැකි වේගයන්හිදී, නිව්ටෝනියානු යාන්ත්‍ර විද්යාව අදාළ නොවේ.
වෛෂයිකව, මූලික භෞතික සිද්ධාන්තවල අඛණ්ඩ පැවැත්මක් ඇත. ලිපි හුවමාරුවේ මූලධර්මය මෙයයි, එය පහත පරිදි සකස් කළ හැකිය: පැරණි න්‍යාය එහි ක්ෂේත්‍රය තුළ දැනටමත් ඔප්පු වී ඇති බැවින්, එම සංසිද්ධිවලට අදාළ පැරණි න්‍යාය සීමාකාරී අවස්ථාවක් ලෙස අඩංගු නොවන්නේ නම්, නව න්‍යායක් වලංගු නොවේ.
3.4 පද්ධතියේ තත්වය පිළිබඳ සංකල්පය. ලැප්ලේසියානු නියතිවාදය
සම්භාව්‍ය භෞතික විද්‍යාවේදී පද්ධතියක් යනු යම් ආකාරයකට එකිනෙක සම්බන්ධ වී ඇති කොටස් කිහිපයක එකතුවක් ලෙසයි. පද්ධතියේ මෙම කොටස් (මූලද්‍රව්‍ය) එකිනෙකාට බලපෑම් කළ හැකි අතර, ඒවායේ අන්තර්ක්‍රියාකාරිත්වය සැමවිටම තක්සේරු කළ හැක්කේ පද්ධතියේ අන්තර්ක්‍රියා කරන මූලද්‍රව්‍ය අතර හේතු-ඵල සබඳතාවන්ගේ ආස්ථානයෙන් යැයි උපකල්පනය කෙරේ.
ද්‍රව්‍යමය හා අධ්‍යාත්මික ලෝකයේ සංසිද්ධිවල ස්වාභාවික සම්බන්ධතාවයේ සහ අන්තර් රඳා පැවැත්මේ වාස්තවිකත්වය පිළිබඳ දාර්ශනික මූලධර්මය ලෙස හැඳින්වේ. නියතිවාදය.නියතිවාදයේ කේන්ද්‍රීය සංකල්පය පැවැත්මයි හේතුකාරකත්වය;එක් සංසිද්ධියක් තවත් සංසිද්ධියක් (බලපෑමක්) ඇති කරන විට හේතුකාරකත්වය ඇතිවේ.
සම්භාව්‍ය භෞතික විද්යාව ලැප්ලේසියානු ලෙස හැඳින්වෙන දෘඩ නිර්ණායකයේ ආස්ථානය මත පිහිටා ඇත - ස්වභාවධර්මයේ මූලික නීතියක් ලෙස හේතුකාරක මූලධර්මය ප්රකාශ කළේ පියරේ සයිමන් ලැප්ලේස් ය. ලැප්ලේස් විශ්වාස කළේ පද්ධතියක මූලද්‍රව්‍ය (සමහර සිරුරු) පිහිටීම සහ එහි ක්‍රියා කරන බලවේග දන්නේ නම්, මෙම පද්ධතියේ එක් එක් ශරීරය දැන් සහ අනාගතයේදී චලනය වන ආකාරය සම්පූර්ණයෙන් පුරෝකථනය කළ හැකි බවයි. ඔහු මෙසේ ලිවීය: “අපි විශ්වයේ වර්තමාන තත්වය පෙර පැවති තත්වයේ ප්‍රතිවිපාක ලෙසත් පසුව ඇතිවීමට හේතුව ලෙසත් සැලකිය යුතුය. යම් මොහොතක ස්වභාවධර්මයේ ක්‍රියාත්මක වන සියලුම බලවේගයන් සහ එහි සියලුම සංඝටක ආයතනවල සාපේක්ෂ පිහිටීම් දැන සිටි මනස, මෙම සියලු දත්ත සැලකිල්ලට ගත හැකි තරම් විශාල නම්, චලනයන් එකම සූත්‍රයකින් වැළඳ ගනු ඇත. විශ්වයේ විශාලතම ශරීර සහ සැහැල්ලු පරමාණු වලින්. ඔහුට කිසිවක් අවිනිශ්චිත නොවනු ඇත, අනාගතය, අතීතය මෙන්, ඔහුගේ ඇස් ඉදිරියෙහි පවතිනු ඇත. සාම්ප්‍රදායිකව, (ලැප්ලස්ට අනුව) විශ්වයේ වර්ධනය අනාවැකි කිව හැකි මෙම උපකල්පිත සත්වයා විද්‍යාවේ "ලැප්ලේස්ගේ යක්ෂයා" ලෙස හැඳින්වේ.
ස්වාභාවික විද්‍යාවේ වර්ධනයේ සම්භාව්‍ය කාල පරිච්ඡේදයේදී, ස්වභාවධර්මයේ හේතුකාරකත්වය සම්පූර්ණයෙන්ම සංලක්ෂිත වන්නේ ගතික නීති පමණක් බව අදහස තහවුරු විය.
ඕනෑම විද්‍යාවක් ගොඩනැගීමේ ක්‍රමවේදයක් ලෙස ඔහු සැලකූ යාන්ත්‍රික නියතිවාදයේ දෘෂ්ටිකෝණයෙන් කායික, මනෝවිද්‍යාත්මක සහ සමාජීය සංසිද්ධීන් ඇතුළුව මුළු ලෝකයම පැහැදිලි කිරීමට ලැප්ලේස් උත්සාහ කළේය. ලැප්ලේස් ආකාශ යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ විද්‍යාත්මක දැනුමේ ස්වරූපය පිළිබඳ උදාහරණයක් දුටුවේය. මේ අනුව, ලැප්ලේසියානු නිර්ණායකවාදය අහම්බයේ වෛෂයික ස්වභාවය, සිදුවීමක සම්භාවිතාව පිළිබඳ සංකල්පය ප්‍රතික්ෂේප කරයි.
ස්වාභාවික විද්යාව තවදුරටත් වර්ධනය වීම නිසා හේතුව සහ බලපෑම පිළිබඳ නව අදහස් ඇති විය. සමහර ස්වාභාවික ක්රියාවලීන් සඳහා, හේතුව තීරණය කිරීම අපහසුය - නිදසුනක් ලෙස, විකිරණශීලී ක්ෂය වීම අහඹු ලෙස සිදු වේ. න්‍යෂ්ටියෙන් α- හෝ β-අංශුවක් "පිටවීම" යන කාලය සහ එහි ශක්තියේ අගය නිසැකව පැවසිය නොහැක. එවැනි ක්රියාවලීන් වෛෂයිකව අහඹු වේ. විශේෂයෙන් ජීව විද්‍යාවේ එවැනි උදාහරණ ඕනෑ තරම් තිබේ. නූතන ස්වභාවික විද්‍යාවේදී, නවීන නිර්ණායකවාදය මඟින් විවිධ, වෛෂයිකව පවතින ක්‍රියාවලි සහ සංසිද්ධි අන්තර් සම්බන්ධක ආකාර ඉදිරිපත් කරයි, ඒවායින් බොහොමයක් උච්චාරණය කළ හේතු සම්බන්ධතා නොමැති, එනම්, එකින් එක උත්පාදනය වන අවස්ථා අඩංගු නොවන සම්බන්ධතා ස්වරූපයෙන් ප්රකාශ වේ. තවත්. මේවා අවකාශ-කාල සම්බන්ධතා, සමමිතික සම්බන්ධතා සහ ඇතැම් ක්‍රියාකාරී පරායත්තතා, සම්භාවිතා සම්බන්ධතා යනාදියයි. කෙසේ වෙතත්, සංසිද්ධිවල සැබෑ අන්තර්ක්‍රියා වල සියලු ආකාර සෑදී ඇත්තේ විශ්වීය ක්‍රියාකාරී හේතුකාරක පදනම මත වන අතර ඉන් පිටත යථාර්ථයේ එක සංසිද්ධියක්වත් නොපවතී, ස්ථිතික නීති විදහා දැක්වෙන සමස්තයක් ලෙස ඊනියා අහඹු සංසිද්ධි ඇතුළුව.
විද්යාව අඛණ්ඩව සංවර්ධනය වෙමින් පවතින අතර නව සංකල්ප, නීති සහ මූලධර්මවලින් පොහොසත් වන අතර, එය ලැප්ලේසියානු අධිෂ්ඨානවාදයේ සීමාවන් පෙන්නුම් කරයි. කෙසේ වෙතත්, සම්භාව්‍ය භෞතික විද්යාව, විශේෂයෙන් සම්භාව්‍ය යාන්ත්‍ර විද්යාව, අදටත් එහි යෙදුමේ ස්ථානය ඇත. සාපේක්ෂව මන්දගාමී චලනයන් සඳහා එහි නීති බෙහෙවින් අදාළ වන අතර එහි වේගය ආලෝකයේ වේගයට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස අඩුය. නූතන යුගයේ සම්භාව්‍ය භෞතික විද්‍යාවේ වැදගත්කම ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ නිර්මාපකයෙකු වන නීල්ස් බෝර් විසින් මනාව නිර්වචනය කරන ලදී: “සම්භාව්‍ය භෞතික පැහැදිලි කිරීමෙන් ඔබ්බට සංසිද්ධි කෙතරම් දුර ගියත්, සියලු පර්යේෂණාත්මක දත්ත සම්භාව්‍ය සංකල්ප භාවිතයෙන් විස්තර කළ යුතුය. මේ සඳහා තාර්කිකත්වය වන්නේ "අත්හදා බැලීම" යන වචනයේ නිශ්චිත අර්ථය ප්රකාශ කිරීමයි. "අත්හදා බැලීම" යන වචනයෙන් අපි පෙන්නුම් කරන්නේ අප කළ දේ සහ අප ඉගෙන ගත් දේ හරියටම අන් අයට පැවසිය හැකි තත්වයක් ය. එබැවින්, පර්යේෂණාත්මක සැකසුම සහ නිරීක්ෂණ ප්රතිඵල සම්භාව්‍ය භෞතික විද්‍යාවේ භාෂාවෙන් නොපැහැදිලි ලෙස විස්තර කළ යුතුය.
අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය:
අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය -ක්වොන්ටම් න්‍යායේ මූලික ආස්ථානයක් වන අතර, ඕනෑම භෞතික පද්ධතියක් එහි අවස්ථිති සහ ගම්‍යතා කේන්ද්‍රයේ ඛණ්ඩාංක හොඳින් නිර්වචනය කරන ලද, නිශ්චිත අගයන් ගන්නා ප්‍රාන්තවල පැවතිය නොහැකි බව ප්රකාශ කරයි. ප්රමාණාත්මකව, අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය පහත පරිදි සකස් කර ඇත. ∆x යනු පද්ධතියේ අවස්ථිති මධ්‍යයේ x ඛණ්ඩාංකයේ අගයෙහි ඇති අවිනිශ්චිතතාවය නම් සහ ∆p x යනු ගම්‍යතාවය p x අක්ෂය වෙත ප්‍රක්ෂේපණය කිරීමේදී ඇති අවිනිශ්චිතතාවය නම්, මෙම අවිනිශ්චිතතාවයේ ගුණිතය අනුපිළිවෙලට තිබිය යුතුය. විශාලත්වය ප්ලාන්ක් නියත ħ ට වඩා අඩු නොවේ. ඕනෑම ඊනියා යුගලයක් සඳහා සමාන අසමානතාවයන් තෘප්තිමත් විය යුතුය canonically conjugate variables, උදාහරණයක් ලෙස, y ඛණ්ඩාංකය සහ y අක්ෂය මත ගම්‍යතා p y ප්‍රක්ෂේපණය සඳහා, z ඛණ්ඩාංකය සහ ගම්‍යතා p z ප්‍රක්ෂේපණය සඳහා. පිහිටුමේ සහ ගම්‍යතාවයේ අවිනිශ්චිතතාවයෙන් අපි අදහස් කරන්නේ මෙම භෞතික ප්‍රමාණවල සාමාන්‍ය අගයන්ගෙන් මූල මධ්‍යන්‍ය වර්ග අපගමනය නම්, ඒවා සඳහා අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය ආකෘතිය ඇත:
∆p x ∆x ≥ ħ/2, ∆p y ∆y ≥ ħ/2, ∆p z ∆z ≥ ħ/2
එකම මානයක සාර්ව ප්‍රමාණ හා සසඳන විට ħ හි කුඩා බව නිසා, අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මයේ ක්‍රියාව ප්‍රධාන වශයෙන් පරමාණුක (සහ කුඩා) පරිමාණයන්ගේ සංසිද්ධි සඳහා වැදගත් වන අතර මැක්‍රොස්කොපික් ශරීර සමඟ අත්හදා බැලීම් වලදී නොපෙන්වයි.
අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මයෙන් එය අනුගමනය කරන්නේ අසමානතාවයට ඇතුළත් කර ඇති ප්‍රමාණවලින් එකක් වඩාත් නිවැරදිව නිර්වචනය වන තරමට අනෙකෙහි වටිනාකම අඩු බවයි. එවැනි ගතික විචල්‍යයන් එකවර නිවැරදිව මැනිය නොහැක; එපමණක් නොව, මිනුම්වල අවිනිශ්චිතතාවය පර්යේෂණාත්මක තාක්ෂණයේ අසම්පූර්ණකම සමඟ නොව, පදාර්ථයේ වෛෂයික ගුණාංග සමඟ සම්බන්ධ වේ.
1927 දී ජර්මානු භෞතික විද්යාඥ ඩබ්ලිව්. හයිසන්බර්ග් විසින් සොයා ගන්නා ලද අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය, අභ්‍යන්තර පරමාණුක සංසිද්ධි පිළිබඳ නීති පැහැදිලි කිරීමේ සහ ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව ගොඩනැගීමේ වැදගත් පියවරක් විය. අන්වීක්ෂීය වස්තූන්හි අත්යවශ්ය ලක්ෂණයක් වන්නේ ඒවායේ අංශු-තරංග ස්වභාවයයි. අංශුවේ තත්වය සම්පූර්ණයෙන්ම තීරණය වන්නේ තරංග ශ්‍රිතය මගිනි (ක්ෂුද්‍ර වස්තුවක (ඉලෙක්ට්‍රෝන, ප්‍රෝටෝන, පරමාණු, අණු) සහ සාමාන්‍යයෙන් ඕනෑම ක්වොන්ටම් පද්ධතියක තත්වය සම්පූර්ණයෙන්ම විස්තර කරන ප්‍රමාණයකි). තරංග ශ්‍රිතය ශුන්‍ය නොවන අවකාශයේ ඕනෑම ස්ථානයක අංශුවක් හඳුනාගත හැක. එබැවින්, නිශ්චය කිරීම සඳහා අත්හදා බැලීම්වල ප්රතිඵල, උදාහරණයක් ලෙස, ඛණ්ඩාංක ස්වභාවයෙන්ම සම්භාවිතා වේ.
(උදාහරණ: ඉලෙක්ට්‍රෝනයක චලනය එහිම තරංගයේ ප්‍රචාරණය නියෝජනය කරයි. ඔබ බිත්තියේ පටු සිදුරක් හරහා ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්භයක් විදිනවා නම්: පටු කදම්භය ඒ හරහා ගමන් කරයි. නමුත් ඔබ මෙම සිදුර තවත් කුඩා කළහොත්, එවැනි එහි විෂ්කම්භය ඉලෙක්ට්‍රෝනයේ තරංග ආයාමයට ප්‍රමාණයෙන් සමාන වේ, එවිට ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්භය සෑම දිශාවකටම විසිරී යනු ඇත, මෙය බිත්තියේ ආසන්නතම පරමාණු නිසා ඇති වන අපගමනය නොවේ: මෙය තරංගය හේතුවෙන් සිදු වේ. ඉලෙක්ට්‍රෝනයේ ස්වභාවය, බිත්තිය හරහා ගිය ඉලෙක්ට්‍රෝනයට යාබදව කුමක් සිදුවේදැයි පුරෝකථනය කිරීමට උත්සාහ කරන්න ඊට පටහැනිව, ඉලෙක්ට්‍රෝනය එවැනි සහ එවැනි නිශ්චිත ගම්‍යතාවයකින් දිස්වන බව නිවැරදිව තීරණය කිරීම සඳහා, ඔබ ඉලෙක්ට්‍රෝන තරංගය කෙළින්ම ගමන් කරන පරිදි සිදුර විශාල කළ යුතුය නමුත් එවිට ඉලෙක්ට්‍රෝන අංශුව බිත්තිය හරහා ගිය තැන හරියටම කිව නොහැක: සිදුර පළලයි. ආවේගය තීරණය කිරීමේ නිරවද්‍යතාවයෙන් ඔබ ලබා ගන්නා තරමට, එහි පිහිටීම දන්නා නිරවද්‍යතාවයෙන් ඔබට අහිමි වේ.
මෙය හයිසන්බර්ග් අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මයයි. පරමාණුවල අංශු තරංග විස්තර කිරීම සඳහා ගණිතමය උපකරණයක් තැනීමේදී ඔහු අතිශයින් වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කළේය. ඉලෙක්ට්‍රෝන සමඟ අත්හදා බැලීම් වලදී එහි දැඩි අර්ථ නිරූපණය මෙයයි: ආලෝක තරංග මෙන්, ඉලෙක්ට්‍රෝන අතිශය නිරවද්‍යතාවයකින් මිනුම් සිදු කිරීමට දරන ඕනෑම උත්සාහයකට ප්‍රතිරෝධය දක්වයි. මෙම මූලධර්මය බෝර්ගේ පරමාණුවේ පින්තූරය ද වෙනස් කරයි. එහි සමහර කක්ෂවල ඉලෙක්ට්‍රෝනයක ගම්‍යතාවය (සහ එම නිසා එහි ශක්ති මට්ටම) හරියටම තීරණය කළ හැකි නමුත් එහි පිහිටීම සම්පූර්ණයෙන්ම නොදන්නා වනු ඇත: එය කොතැනද යන්න ගැන කිසිවක් පැවසිය නොහැක. මෙතැන් සිට පැහැදිලි වන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝනයක පැහැදිලි කක්ෂයක් ඇඳීම සහ එය රවුමක ආකාරයෙන් එය සලකුණු කිරීම කිසිදු අර්ථයකින් තොර බවයි.)
එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, ඛණ්ඩාංකවල එකම නිර්වචනයට අනුව, සමාන පරීක්ෂණ මාලාවක් සිදු කරන විට, සමාන පද්ධතිවල, සෑම අවස්ථාවකම විවිධ ප්රතිඵල ලැබේ. කෙසේ වෙතත්, සමහර අගයන් අනෙක් ඒවාට වඩා වැඩි වනු ඇත, එනම් ඒවා නිතර දිස්වනු ඇත. ඇතැම් ඛණ්ඩාංක අගයන් ඇතිවීමේ සාපේක්ෂ සංඛ්යාතය අවකාශයේ අනුරූප ස්ථානවල තරංග ශ්රිතයේ මාපාංකයේ වර්ග සමානුපාතික වේ. එමනිසා, බොහෝ විට ලබා ගන්නා ඛණ්ඩාංක අගයන් තරංග ශ්රිතයේ උපරිමයට ආසන්න අගයන් වේ. නමුත් සමහරක් ඛණ්ඩාංක අගයන් විසිරී යයි, සමහර අවිනිශ්චිතතාවයන් (උපරිමයේ අර්ධ පළල අනුපිළිවෙල මත) නොවැළැක්විය හැකිය. ආවේග මැනීම සඳහා ද එය අදාළ වේ.
මේ අනුව, සම්භාව්‍ය අර්ථයෙන් ඛණ්ඩාංක සහ ගම්‍යතා සංකල්ප අන්වීක්ෂීය වස්තූන් සඳහා යෙදිය නොහැක. අන්වීක්ෂීය පද්ධතියක් විස්තර කිරීමට මෙම ප්‍රමාණ භාවිතා කරන විට, ඒවායේ අර්ථ නිරූපණයට ක්වොන්ටම් නිවැරදි කිරීම් හඳුන්වා දීම අවශ්‍ය වේ. මෙම සංශෝධනය අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මයයි.
ශක්තිය ε සහ කාලය t සඳහා අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය තරමක් වෙනස් අර්ථයක් ඇත:
∆ε ∆t ≥ ħ
පද්ධතිය නිශ්චල තත්වයක තිබේ නම්, අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මයෙන් එය අනුගමනය කරන්නේ පද්ධතියේ ශක්තිය, මෙම තත්වයේදී පවා, ħ/∆t නොඉක්මවන නිරවද්‍යතාවයකින් පමණක් මැනිය හැකි බවයි, එහිදී ∆t යනු කාලසීමාවයි. මිනුම් ක්රියාවලිය. මෙයට හේතුව මිනුම් උපකරණය සමඟ පද්ධතියේ අන්තර්ක්‍රියා වන අතර, මෙම නඩුවට අදාළ වන අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය යනු මිනුම් උපාංගය සහ අධ්‍යයනය කරන පද්ධතිය අතර අන්තර්ක්‍රියා ශක්තිය ħ/ හි නිරවද්‍යතාවයකින් පමණක් සැලකිල්ලට ගත හැකි බවයි. ∆t.
විද්‍යාත්මක න්‍යායන්ගේ, විශේෂයෙන්ම නිව්ටන්ගේ ගුරුත්වාකර්ෂණ න්‍යායේ සාර්ථකත්වයේ බලපෑමෙන්, 19 වන සියවස ආරම්භයේදී ප්‍රංශ විද්යාඥ පියරේ ලැප්ලේස්. විශ්වය සම්පූර්ණයෙන්ම අධිෂ්ඨානශීලී වස්තුවක් ලෙස දර්ශනයක් වර්ධනය විය. ලැප්ලේස් විශ්වාස කළේ විශ්වයේ සිදු විය හැකි සෑම දෙයක්ම පුරෝකථනය කිරීමට හැකි වන පරිදි විද්‍යාත්මක නීති මාලාවක් තිබිය යුතු බවයි, යම් අවස්ථාවක දී එහි තත්වය පිළිබඳ සම්පූර්ණ විස්තරයක් දන්නේ නම්. නිදසුනක් වශයෙන්, නිශ්චිත මොහොතකට අනුරූප වන සූර්යයාගේ සහ ග්‍රහලෝකවල පිහිටීම අප දැන සිටියේ නම්, නිව්ටන්ගේ නියමයන් භාවිතයෙන් අපට වෙනත් ඕනෑම මොහොතක සෞරග්‍රහ මණ්ඩලය කුමන තත්වයක පවතීදැයි ගණනය කළ හැකිය. මෙම අවස්ථාවේ දී, නියතිවාදය තරමක් පැහැදිලි ය, නමුත් ලැප්ලේස් තවදුරටත් ඉදිරියට ගියේ මිනිස් හැසිරීම් ඇතුළු සෑම දෙයකටම සමාන නීති ඇති බව තර්ක කරමිනි.
විද්‍යාත්මක අධිෂ්ඨානවාදයේ මූලධර්මය අපගේ ලෝකය තුළ දෙවියන් වහන්සේගේ නිදහස් මැදිහත්වීම සීමා කළ බව හැඟුණු බොහෝ දෙනාගේ දැඩි ප්‍රතිරෝධයට ලක් විය. කෙසේ වෙතත්, මෙම අදහස අපගේ සියවස ආරම්භයේදීම පොදු විද්‍යාත්මක උපකල්පනයක් ලෙස පැවතුනි. අධිෂ්ඨානවාදය අත්හැරීමේ අවශ්‍යතාවයේ පළමු ඇඟවීම්වලින් එකක් වූයේ ඉංග්‍රීසි භෞතික විද්‍යාඥයින් දෙදෙනෙකු වන ජෝන් රේලී සහ ජේම්ස් ජීන්ස් විසින් කරන ලද ගනන් බැලීම්වල ප්‍රතිඵලය වන අතර, තරුවක් වැනි උණුසුම් වස්තුවක් සෑම විටම අසීමිත ලෙස වැඩි ශක්තියක් විකිරණය කළ යුතු බව ඉන් අනුගමනය කරන ලදී. එවකට දන්නා නීතිවලට අනුව, උණුසුම් ශරීරයක් සියලු සංඛ්යාතවල විද්යුත් චුම්භක තරංග (උදාහරණයක් ලෙස, රේඩියෝ තරංග, දෘශ්ය ආලෝකය, X-කිරණ) සමානව විමෝචනය කළ යුතුය. මෙයින් අදහස් කරන්නේ තත්පරයට තරංග මිලියන 1 ත් 2 ත් අතර සංඛ්‍යාත සහිත තරංග ස්වරූපයෙන් සහ තත්පරයට තරංග මිලියන දෙකේ සිට මිලියන 3 දක්වා සංඛ්‍යාත පරාසයක ඇති තරංග ස්වරූපයෙන් එකම ශක්ති ප්‍රමාණයක් විමෝචනය විය යුතු බවයි. . තවද අනන්ත විවිධ සංඛ්‍යාත ඇති බැවින්, සම්පූර්ණ විකිරණ ශක්තිය අසීමිත විය යුතුය.
මෙම පෙනෙන විකාර නිගමනයෙන් මිදීම සඳහා, 1900 දී ජර්මානු විද්යාඥ මැක්ස් ප්ලාන්ක් විසින් ආලෝකය, එක්ස් කිරණ සහ අනෙකුත් තරංග අත්තනෝමතික තීව්‍රතාවයකින් විමෝචනය කළ නොහැකි නමුත් විමෝචනය කළ යුත්තේ ඇතැම් කොටස්වල පමණක් බව උපකල්පනය පිළිගත්තේය, එය ප්ලාන්ක් විසින් ක්වොන්ටා ලෙස හැඳින්වීය. මීට අමතරව, ප්ලාන්ක් යෝජනා කළේ එක් එක් විකිරණ ක්වොන්ටම් නිශ්චිත ශක්තියක් රැගෙන යන අතර එය තරංගවල සංඛ්යාතය වැඩි වන තරමට වැඩි වන බවයි. මේ අනුව, ප්‍රමාණවත් තරම් ඉහළ සංඛ්‍යාතයක දී, එක් ක්වොන්ටම් එකක ශක්තිය පවතින ශක්ති ප්‍රමාණය ඉක්මවිය හැකි අතර, ඒ අනුව, අධි-සංඛ්‍යාත විකිරණ යටපත් වනු ඇති අතර, ශරීරයට ශක්තිය අහිමි වීමේ වේගය සීමිත වේ.
ක්වොන්ටම් කල්පිතය උණුසුම් සිරුරුවල නිරීක්ෂණය කරන ලද විකිරණ තීව්‍රතාවයන් සමඟ විශිෂ්ට එකඟතාවයකින් යුක්ත වූ නමුත්, 1926 දී තවත් ජර්මානු විද්‍යාඥයෙකු වන වර්නර් හයිසන්බර්ග් සුප්රසිද්ධ අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය සම්පාදනය කරන තෙක් අධිෂ්ඨානවාදය සඳහා අදහස් කළේ කුමක්ද යන්න පැහැදිලි නොවීය. අංශුවක පිහිටීම සහ වේගය කුමක්දැයි පුරෝකථනය කිරීමට, වර්තමාන මොහොතේ එහි පිහිටීම සහ වේගය පිළිබඳ නිවැරදි මිනුම් කිරීමට ඔබට හැකි විය යුතුය. පැහැදිලිවම, මෙය සිදු කිරීම සඳහා, ආලෝකය අංශුව වෙත යොමු කළ යුතුය. සමහර ආලෝක තරංග එය විසිරී යනු ඇත, ඒ අනුව අපි අභ්යවකාශයේ අංශුවේ පිහිටීම තීරණය කරනු ඇත. කෙසේ වෙතත්, මෙම මිනුමෙහි නිරවද්‍යතාවය යාබද තරංග දෙකක ලාංඡන අතර ඇති දුර ප්‍රමාණයට වඩා වැඩි නොවනු ඇත, එබැවින් අංශුවේ පිහිටීම නිවැරදිව මැනීමට කෙටි තරංග ආයාම ආලෝකය අවශ්‍ය වේ. ප්ලාන්ක්ගේ උපකල්පනයට අනුව, අත්තනෝමතික ලෙස කුඩා කොටස්වල ආලෝකය භාවිතා කළ නොහැකි අතර එක් ක්වොන්ටම් වලට වඩා කුඩා කොටසක් නොමැත. මෙම ආලෝක ක්වොන්ටම් අංශුවේ චලනය බාධා කරන අතර එහි වේගය අනපේක්ෂිත ලෙස වෙනස් කරයි. මීට අමතරව, පිහිටීම වඩාත් නිවැරදිව මනිනු ලැබේ, ආලෝක තරංග ආයාමය කෙටි විය යුතු අතර, එම නිසා, එක් ක්වොන්ටම් ශක්තිය වැඩි වනු ඇත. මෙයින් අදහස් කරන්නේ අංශු ප්‍රවේගයේ කැළඹීම වැඩි වන බවයි. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, ඔබ අංශුවක පිහිටීම වඩාත් නිවැරදිව මැනීමට උත්සාහ කරන තරමට, එහි ප්‍රවේගයේ මිනුම් අඩු නිවැරදි වනු ඇත, සහ අනෙක් අතට. අංශුවක පිහිටීමෙහි අවිනිශ්චිතතාවය එහි වේගයේ සහ ස්කන්ධයේ ඇති අවිනිශ්චිතතාවයෙන් ගුණ කළ විට එය නිශ්චිත සංඛ්‍යාවකට වඩා අඩු විය නොහැකි බව හයිසන්බර්ග් පෙන්වා දුන්නේය, එය දැන් ප්ලාන්ක් නියතය ලෙස හැඳින්වේ. මෙම අංකය අංශුවේ පිහිටීම හෝ වේගය මනිනු ලබන ආකාරය මත හෝ මෙම අංශුවේ වර්ගය මත රඳා නොපවතී, එනම් හයිසන්බර්ග් අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය අපගේ ලෝකයේ මූලික, අනිවාර්ය දේපලකි.
අවිනිශ්චිතතාවයේ මූලධර්මය අප අවට ලෝකය පිළිබඳ අපගේ සංජානනයට සම්බන්ධ දුරදිග යන ප්‍රතිවිපාක ඇත. වසර පනහකට වැඩි කාලයක් ගතවී ඇතත්, බොහෝ දාර්ශනිකයන් ඔවුන් සමඟ නිශ්චිතව එකඟ වී නැති අතර, මෙම ප්‍රතිවිපාක තවමත් විවාදයට බඳුන් වේ. අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය යන්නෙන් අදහස් කළේ විශ්වය පිළිබඳ සම්පූර්ණ නිර්ණායක ආකෘතියක් සපයන විද්‍යාත්මක න්‍යායක් පිළිබඳ ලැප්ලේස්ගේ සිහින වල අවසානයයි: ඇත්ත වශයෙන්ම, වර්තමානයේ විශ්වයේ තත්වය පිළිබඳ නිවැරදි මිනුම් කිරීමට පවා නොහැකිව අනාගතය නිවැරදිව පුරෝකථනය කරන්නේ කෙසේද? මොහොත! ඇත්ත වශයෙන්ම, විශ්වයේ වර්තමාන තත්ත්වය කිසිදු ආකාරයකින් බාධාවකින් තොරව නිරීක්ෂණය කළ හැකි සමහර අද්භූත ජීවීන් සඳහා සිදුවීම් සම්පූර්ණයෙන්ම තීරණය කරන යම් නීති මාලාවක් ඇති බව අපට සිතාගත හැකිය. කෙසේ වෙතත්, විශ්වයේ එවැනි ආකෘති හුදු මනුෂ්‍යයන් වන අපට උනන්දුවක් නොදක්වයි. "Occam's razor" (W. Ockham /1285‑1349/ - ඉංග්‍රීසි දාර්ශනිකයා. Occam's razor" මූලධර්මයේ සාරය ලෙස හඳුන්වන "ආර්ථිකය" යන මූලධර්මය භාවිතා කිරීම වඩා හොඳය. අත්දැකීමෙන් සත්‍යාපනය කළ නොහැකි සංකල්ප විද්‍යාවෙන් ඉවත් කළ යුතුය - සංස්කාරක සටහන) නිරීක්ෂණය කළ නොහැකි න්‍යායේ විධිවිධාන සියල්ල ගෙන කපා දමන්න. මෙම ප්රවේශය අනුගමනය කරමින්, වර්නර් හයිසන්බර්ග්, අර්වින් ෂ්‍රොඩිංගර් සහ පෝල් ඩිරැක් අපගේ සියවසේ 20 ගණන්වල යාන්ත්‍ර විද්යාව සංශෝධනය කර නව න්‍යායකට පැමිණියහ - ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව, එය අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය මත පදනම් විය. ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේදී, අංශුවලට තවදුරටත් නිරීක්ෂණය කළ නොහැකි අවකාශයේ සහ වේගයේ පිහිටීම වැනි නිශ්චිත සහ අන්‍යෝන්‍ය වශයෙන් ස්වාධීන ලක්ෂණ නොමැත. ඒ වෙනුවට, ඒවා පිහිටුමේ සහ ප්‍රවේගයේ යම් සංයෝජනයක් වන ක්වොන්ටම් තත්වයක් මගින් සංලක්ෂිත වේ.
ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව, සාමාන්‍යයෙන් කථා කරන විට, නිරීක්‍ෂණයකට කිසියම් නිශ්චිත ප්රතිඵලයක් තිබිය යුතු යැයි පුරෝකථනය නොකරයි. ඒ වෙනුවට, එය විවිධ ප්රතිඵල ගණනාවක් පුරෝකථනය කරන අතර ඒවා එක් එක් සම්භාවිතාව ලබා දෙයි. මෙයින් අදහස් කරන්නේ අපි බොහෝ සමාන පද්ධති සඳහා එකම මිනුම සිදු කළහොත්, ඒවායේ ආරම්භක තත්වයන් සමාන නම්, එක් අවස්ථා ගණනකදී මිනුම් ප්‍රතිඵලය A ට සමාන වන බව අපට පෙනී යනු ඇත - B, ආදිය. කොපමණ සංඛ්‍යාවකින් අනාවැකි කිව හැක, ආසන්න වශයෙන් අවස්ථා වලදී, ප්‍රතිඵලය A සහ B ට සමාන වේ, නමුත් එක් එක් නිශ්චිත මිනුම්වල ප්‍රතිඵලය තීරණය කළ නොහැක. මේ අනුව, ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව විද්‍යාවට අනපේක්ෂිත හෝ අහඹු ලෙස නොවැළැක්විය හැකි මූලද්‍රව්‍යයක් හඳුන්වා දෙයි. අයින්ස්ටයින් මෙම සංකල්පයට එරෙහිව ඉතා තියුණු ලෙස කතා කළේය, එහි සංවර්ධනය සඳහා ඔහු විසින්ම ඉටු කරන ලද දැවැන්ත කාර්යභාරය නොතකා. ක්වොන්ටම් න්‍යාය සඳහා ඔහුගේ දැවැන්ත දායකත්වය වෙනුවෙන් අයින්ස්ටයින්ට නොබෙල් ත්‍යාගය පිරිනමන ලදී. නමුත් විශ්වය අහම්බෙන් පාලනය වන බවට ඔහුට කිසිවිටෙක එකඟ විය නොහැක. අයින්ස්ටයින්ගේ සියලු හැඟීම් ඔහුගේ සුප්රසිද්ධ ප්‍රකාශයෙන් ප්රකාශ විය: "දෙවියන් වහන්සේ දාදු කැට සෙල්ලම් නොකරයි." කෙසේ වෙතත්, අනෙකුත් බොහෝ විද්‍යාඥයින් ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව පිළිගැනීමට නැඹුරු වූයේ එය අත්හදා බැලීම් සමඟ සම්පුර්ණයෙන්ම එකඟ වූ බැවිනි. ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව සැබවින්ම විශිෂ්ට න්‍යායක් වන අතර නවීන විද්යාව හා තාක්‍ෂණය සියල්ලටම පාහේ යටින් පවතී. රූපවාහිනී සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික පරිගණක වැනි ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල වැදගත්ම කොටස වන අර්ධ සන්නායක සහ ඒකාබද්ධ පරිපථවල ක්‍රියාකාරිත්වය සඳහා ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ මූලධර්ම පදනම් වේ. නවීන රසායන විද්යාව සහ ජීව විද්යාව ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව මත පදනම් වේ. තවමත් ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව හොඳින් භාවිතා කර නොමැති භෞතික විද්‍යාවේ එකම ක්ෂේත්‍ර වන්නේ ගුරුත්වාකර්ෂණ න්‍යාය සහ විශ්වයේ මහා පරිමාණ ව්‍යුහය පිළිබඳ න්‍යායයි.
ආලෝක විකිරණ තරංග වලින් සමන්විත වුවද, කෙසේ වෙතත්, ප්ලාන්ක්ගේ කල්පිතයට අනුව, ආලෝකය යම් ආකාරයකින් අංශු වලින් සෑදී ඇති ආකාරයට හැසිරේ: ආලෝකය විමෝචනය හා අවශෝෂණය සිදු වන්නේ කොටස් හෝ ක්වොන්ටා ආකාරයෙන් පමණි. හයිසන්බර්ග් අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය පවසන්නේ අංශු, එක් අර්ථයකින් තරංග ලෙස හැසිරෙන බවයි: ඒවාට අභ්යවකාශයේ නිශ්චිත ස්ථානයක් නොමැති නමුත් යම් සම්භාවිතා ව්‍යාප්තියකින් ඒ මත “අලවා” ඇත. ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍රික න්‍යාය සම්පූර්ණයෙන්ම නව ගණිත උපකරණයක් භාවිතා කරයි, එය අංශු සහ තරංග පිළිබඳ අදහස් මත පදනම්ව සැබෑ ලෝකය තවදුරටත් විස්තර නොකරයි; මෙම සංකල්ප දැන් ආරෝපණය කළ හැක්කේ මේ ලෝකයේ නිරීක්ෂණවල ප්රතිඵල පමණි. මේ අනුව, ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේදී, අර්ධ තරංග ද්විත්වවාදය පැන නගී: සමහර අවස්ථාවල අංශු තරංග ලෙස සැලකීම පහසු වන අතර අනෙක් ඒවා අංශු ලෙස තරංග සැලකීම වඩා හොඳය. මෙයින් එක් වැදගත් නිගමනයක් පහත දැක්වේ: අංශු තරංග දෙකක් අතර ඊනියා මැදිහත්වීම අපට නිරීක්ෂණය කළ හැකිය. ඒවායින් එකක තරංගවල ලාංඡන, උදාහරණයක් ලෙස, තවත් එකක අගල සමඟ සමපාත විය හැකිය. එවිට තරංග දෙක එකිනෙක විස්තාරණය කරනවාට වඩා එකිනෙක අවලංගු කර, යමෙකු අපේක්ෂා කරන පරිදි, ඉහළ තරංග බවට සාරාංශ කරයි (රූපය 4.1). ආලෝකය බාධා කිරීම් පිළිබඳ සුප්රසිද්ධ උදාහරණයක් වන්නේ දේදුන්නෙහි විවිධ වර්ණවලින් දිලිසෙන සබන් බුබුලුයි. මෙම සංසිද්ධිය සිදු වන්නේ බුබුලක් සාදනු ලබන තුනී ජල පටලයක පෘෂ්ඨ දෙකකින් ආලෝකය පරාවර්තනය වීමේ ප්රතිඵලයක් ලෙසය. සුදු ආලෝකයේ විවිධ වර්ණවලට අනුරූප වන සියලු වර්ගවල තරංග ආයාම අඩංගු වේ. සබන් පටලයේ එක් මතුපිටකින් පරාවර්තනය වන සමහර තරංගවල ලාංඡන බුබුලේ දෙවන මතුපිටින් පරාවර්තනය වන එකම දිග තරංගවල අගල සමඟ සමපාත වේ. එවිට පරාවර්තනය වූ ආලෝකයේ මෙම තරංග ආයාමයට අනුරූප වර්ණ නොමැති අතර පරාවර්තනය වූ ආලෝකය බහු-වර්ණ ලෙස දිස්වනු ඇත.
එබැවින්, ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ ඇති වූ ද්විත්වවාදයට ස්තූතිවන්ත වන්නට, අංශුවලට ද මැදිහත්වීම් අත්විඳිය හැකිය. එවැනි අංශු මැදිහත්වීම් පිළිබඳ සුප්රසිද්ධ උදාහරණයක් වන්නේ තිරයක ස්ලිට් දෙකක් සහිත අත්හදා බැලීමකි (රූපය 4.2). පටු සමාන්තර ස්ලිට් දෙකක් කපා ඇති තිරයක් සලකා බලන්න. ස්ලිට් සහිත තිරයේ එක් පැත්තක යම් වර්ණයක ආලෝක ප්රභවයක් ඇත (එනම්, යම් තරංග ආයාමයක්). බොහෝ ආලෝකය තිරයේ මතුපිටට පහර දෙයි, නමුත් එයින් කුඩා කොටසක් ස්ලිට් හරහා ගමන් කරයි. ඊළඟට, ආලෝක ප්‍රභවයෙන් ස්ලිට් සහිත තිරයේ අනෙක් පැත්තේ ස්ථාපනය කර ඇති නිරීක්ෂණ තිරයක් සිතන්න. එවිට ස්ලිට් දෙකෙන්ම ආලෝක තරංග නිරීක්ෂණ තිරයේ ඕනෑම ස්ථානයකට ළඟා වේ. නමුත් ප්‍රභවයේ සිට තිරය දක්වා ඇති ස්ලිට් හරහා ආලෝකය ගමන් කරන දුර සාමාන්‍යයෙන් කථා කිරීම වෙනස් වේ. මෙයින් අදහස් කරන්නේ ස්ලිට් හරහා ගමන් කරන තරංග විවිධ අවධීන්හිදී තිරයට පහර දෙන බවයි: සමහර ස්ථානවල ඔවුන් එකිනෙකා දුර්වල වන අතර අනෙක් ඒවා එකිනෙකා ශක්තිමත් කරනු ඇත. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, තිරය අඳුරු සහ සැහැල්ලු තීරු වලින් සමන්විත ලාක්ෂණික පින්තූරයක් ලැබෙනු ඇත.
පුදුමයට කරුණක් නම්, ඔබ ආලෝක ප්‍රභවය අංශු ප්රභවයක් සමඟ ප්‍රතිස්ථාපනය කරන විට, ඉලෙක්ට්‍රෝන පවසන පරිදි, නිශ්චිත වේගයකින් විමෝචනය වන විට (එයින් අදහස් කරන්නේ ඒවා යම් දිගකින් යුත් තරංගවලට අනුරූප වන බවයි). විස්තර කරන ලද සංසිද්ධිය වඩාත් අමුතු දෙයක් වන්නේ එක් ස්ලිට් එකක් පමණක් තිබේ නම්, තීරු නොපෙනෙන අතර ඉලෙක්ට්‍රෝන වල සරල ව්‍යාප්තියක් තිරය මත දිස්වන බැවිනි. තවත් ස්ලිට් එකක් මඟින් තිරයේ එක් එක් ලක්ෂ්‍යයට වදින ඉලෙක්ට්‍රෝන සංඛ්‍යාව වැඩි වනු ඇතැයි කෙනෙකුට උපකල්පනය කළ හැකිය, නමුත් ඇත්ත වශයෙන්ම, ඇඟිලි ගැසීම් හේතුවෙන්, සමහර ස්ථානවල මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝන සංඛ්‍යාව, ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, අඩු වේ. ඔබ වරකට එක් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් සිදුරු හරහා ගමන් කරන්නේ නම්, ඒ සෑම එකක්ම එක් හෝ තවත් සිදුරු හරහා ගමන් කරනු ඇතැයි ඔබ අපේක්ෂා කරනු ඇත, එනම්, එය ගමන් කළ විවරය එකම එකක් ලෙස හැසිරෙන අතර පසුව ඒකාකාර ව්‍යාප්තියක් සිදු වේ. තිරය මත දිස්විය යුතුය. කෙසේ වෙතත්, ඇත්ත වශයෙන්ම, ඉලෙක්ට්‍රෝන එකින් එක මුදා හරින විට පවා පටි දිස්වේ. එමනිසා, සෑම ඉලෙක්ට්රෝනයක්ම එකවර සිදුරු දෙකම හරහා ගමන් කළ යුතුය!
අංශු මැදිහත්වීමේ සංසිද්ධිය පරමාණුවල ව්‍යුහය පිළිබඳ අපගේ අවබෝධය සඳහා තීරණාත්මක වී ඇත, රසායන විද්‍යාවේ සහ ජීව විද්‍යාවේ සලකා බලන කුඩාම “ගොඩනැඟිලි කොටස්” සහ අප විසින්ම සහ අප අවට ඇති සියල්ල ගොඩනගා ඇත. ශතවර්ෂයේ ආරම්භයේදී, පරමාණු සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයට සමාන යැයි සැලකේ: සූර්යයා වටා ඇති ග්‍රහලෝක මෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝන (සෘණ විද්යුත් ආරෝපණයක් රැගෙන යන අංශු), ධන ආරෝපණය වූ මධ්‍යගතව පිහිටා ඇති හරයක් වටා භ්‍රමණය වේ. සූර්යයා සහ ග්‍රහලෝක අතර ඇති ගුරුත්වාකර්ෂණ ආකර්ෂණය ග්‍රහලෝක ඔවුන්ගේ කක්ෂවලින් පිටවීම වළක්වන ආකාරය හා සමානව ධන සහ සෘණ ආරෝපණ අතර ආකර්ශනීය බලවේග මගින් ඉලෙක්ට්‍රෝන ඔවුන්ගේ කක්ෂවල රඳවාගෙන සිටින බව උපකල්පනය කරන ලදී. මෙම පැහැදිලි කිරීම පහත දුෂ්කරතාවයට මුහුණ දුන්නේය: ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව පැමිණීමට පෙර, යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ සහ විද්යුත් නියමයන් අනාවැකි පළ කළේ ඉලෙක්ට්‍රෝන ශක්තිය නැති වන බවත් එම නිසා පරමාණුවේ කේන්ද්‍රය දෙසට සර්පිලාකාරව න්‍යෂ්ටිය මතට වැටෙන බවත්ය. මෙයින් අදහස් කරන්නේ පරමාණු සහ ඒවා සමඟ, ඇත්ත වශයෙන්ම, සියලු පදාර්ථ, ඉතා ඉහළ ඝනත්වයකින් යුත් තත්වයකට ඉක්මනින් කඩා වැටිය යුතු බවයි. මෙම ගැටලුවට විශේෂ විසඳුමක් 1913 දී ඩෙන්මාර්ක විද්යාඥ නීල්ස් බෝර් විසින් සොයා ගන්නා ලදී. ඉලෙක්ට්‍රෝන කිසිදු කක්ෂයක ගමන් කළ නොහැකි නමුත් මධ්‍යම න්‍යෂ්ටියේ සිට නිශ්චිත දුරකින් පිහිටා ඇති ඒවා තුළ පමණක් ගමන් කළ නොහැකි බව බෝර් උපකල්පනය කළේය. එවැනි සෑම කක්ෂයකම ඉලෙක්ට්‍රෝන එකක් හෝ දෙකක් පමණක් අඩංගු විය හැකි බවට උපකල්පනය කළහොත්, පරමාණුක බිඳවැටීමේ ගැටලුව විසඳෙනු ඇත, මන්ද එවිට ඉලෙක්ට්‍රෝන, සර්පිලාකාරව කේන්ද්‍රය දෙසට ගමන් කරයි, කක්ෂ පිරවිය හැක්කේ අවම අරය සහ ශක්ති වලින් පමණි. .
න්‍යෂ්ටිය වටා එක් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් පමණක් භ්‍රමණය වන හයිඩ්‍රජන් පරමාණුව - මෙම ආකෘතිය සරලම පරමාණුවේ ව්‍යුහය මනාව පැහැදිලි කළේය. කෙසේ වෙතත්, වඩාත් සංකීර්ණ පරමාණු වෙත එම ප්රවේශය දිගු කරන්නේ කෙසේද යන්න පැහැදිලි නොවීය. එපමණක් නොව, අවසර ලත් කක්ෂවල සීමිත සංඛ්‍යාවක් උපකල්පනය කිරීම තරමක් හිතුවක්කාර බවක් පෙනෙන්නට තිබුණි. මෙම දුෂ්කරතාවය නව න්‍යායක් මගින් විසඳන ලදී - ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව. න්යෂ්ටියක් වටා භ්‍රමණය වන ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් තරංගයක් ලෙස සිතිය හැකි බව පෙනී ගිය අතර එහි දිග එහි වේගය මත රඳා පවතී. සමහර කක්ෂයන් ඔස්සේ, ඉලෙක්ට්‍රෝන තරංග ආයාම සංඛ්‍යාවක් (භාගික නොව) පූර්ණ සංඛ්‍යාවක් ගැලපේ. මෙම කක්ෂ ඔස්සේ ගමන් කරන විට, තරංගවල ලාංඡන එක් එක් කක්ෂය මත එකම ස්ථානයක අවසන් වන අතර, එම නිසා තරංග එකතු වනු ඇත; එවැනි කක්ෂ බෝර් අවසර කක්ෂ ලෙස වර්ගීකරණය කර ඇත. තවද ඉලෙක්ට්‍රෝන තරංග ආයාම පූර්ණ සංඛ්‍යාවක් නොගැලපෙන කක්ෂ සඳහා, ඉලෙක්ට්‍රෝන භ්‍රමණය වන සෑම කඳු වැටියකටම ඉක්මනින් හෝ පසුව අගලකින් වන්දි ලබා දෙනු ලැබේ; එවැනි කක්ෂවලට ඉඩ නොදෙනු ඇත.
ඇමරිකානු විද්යාඥ Richard Feynman විසින් තරංග-අංශු ද්විත්වය දෘශ්‍යමාන කිරීමට හැකි වන පරිදි අලංකාර ක්‍රමයක් ඉදිරිපත් කරන ලදී. ෆෙයින්මන් විසින් ට්‍රැක්ටරි හරහා ඊනියා සාරාංශය හඳුන්වා දෙන ලදී. මෙම ප්‍රවේශයේ දී, සම්භාව්‍ය, ක්වොන්ටම් නොවන න්‍යාය මෙන් නොව, අංශුවට අභ්‍යවකාශ කාලය තුළ එක් පථයක් තිබිය යුතු යැයි උපකල්පනයක් නැත, නමුත් ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, අංශුවට හැකි ඕනෑම වේලාවක A සිට B දක්වා ගමන් කළ හැකි බව විශ්වාස කෙරේ. මාර්ගය. සෑම ගමන් පථයකටම එයට සම්බන්ධ සංඛ්‍යා දෙකක් ඇත: ඒවායින් එකක් තරංගයේ ප්‍රමාණය විස්තර කරන අතර අනෙක චක්‍රයේ (ලාංඡනය හෝ අගල) එහි පිහිටීමට අනුරූප වේ. A සිට B දක්වා සංක්‍රමණය වීමේ සම්භාවිතාව තීරණය කිරීම සඳහා, මෙම සියලු ගමන් පථ සඳහා තරංග එකතු කිරීම අවශ්‍ය වේ. ඔබ අසල්වැසි ගමන් පථ කිහිපයක් සංසන්දනය කරන්නේ නම්, ඒවායේ අදියර හෝ චක්‍රයේ පිහිටීම් බොහෝ සෙයින් වෙනස් වේ. මෙයින් අදහස් කරන්නේ එවැනි ගමන් පථවලට අනුරූප වන තරංග එකිනෙක සම්පූර්ණයෙන්ම පාහේ අවලංගු වන බවයි. කෙසේ වෙතත්, අසල්වැසි පථවල සමහර පවුල් සඳහා, ගමන් පථයේ සිට ගමන් පථයට ගමන් කරන විට අදියර සුළු වශයෙන් වෙනස් වන අතර, අනුරූප තරංග එකිනෙක අවලංගු නොවේ. එවැනි ගමන් පථ අයත් වන්නේ බෝර් අවසර ලත් කක්ෂවලට ය.
නිශ්චිත ගණිතමය ස්වරූපයෙන් ලියා ඇති එවැනි අදහස් මත පදනම්ව, සාපේක්ෂව සරල යෝජනා ක්‍රමයක් භාවිතා කරමින්, වඩාත් සංකීර්ණ පරමාණු සඳහා සහ ඊට වඩා වැඩි කක්ෂ ආවරණය කරන ඉලෙක්ට්‍රෝන මගින් එකට තබා ඇති පරමාණු කිහිපයකින් සමන්විත අණු සඳහා පවා අවසර ලත් කක්ෂ ගණනය කිරීමට හැකි විය. එක් න්යෂ්ටියක්. අණු වල ව්‍යුහය සහ ඒවා අතර සිදුවන ප්‍රතික්‍රියා සියලු රසායන විද්‍යාවේ සහ සියලුම ජීව විද්‍යාවේ පදනම වන බැවින්, ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව ප්‍රතිපත්තිමය වශයෙන් අප අවට දකින සෑම දෙයක්ම අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය මඟින් ඉඩ දෙන නිරවද්‍යතාවයෙන් පුරෝකථනය කිරීමට අපට ඉඩ සලසයි. (කෙසේ වෙතත්, ප්‍රායෝගිකව, බොහෝ ඉලෙක්ට්‍රෝන අඩංගු පද්ධති සඳහා ගණනය කිරීම් ඉතා සංකීර්ණ වන අතර ඒවා සරලව සිදු කළ නොහැක).
විශ්වයේ මහා පරිමාණ ව්‍යුහය අයින්ස්ටයින්ගේ සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදයට අවනත වන බව පෙනේ. මෙම න්‍යාය සම්භාව්‍ය ලෙස හඳුන්වනු ලබන්නේ එය ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍රික අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය සැලකිල්ලට නොගන්නා බැවිනි, එය අනෙකුත් න්‍යායන් සමඟ අනුකූල වීමට සැලකිල්ලට ගත යුතුය. අපට සාමාන්‍යයෙන් ගනුදෙනු කිරීමට සිදුවන ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍ර සියල්ල ඉතා දුර්වල බැවින් නිරීක්ෂණ ප්‍රතිඵලවලට අපි පටහැනි නොවේ. කෙසේ වෙතත්, ඉහත සාකච්ඡා කරන ලද ඒකීයත්ව ප්‍රමේයයන්ට අනුව, ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්ෂේත්‍රය අවම වශයෙන් අවස්ථා දෙකකදී ඉතා ශක්තිමත් විය යුතුය: කළු කුහර සහ මහා පිපිරුම සම්බන්ධයෙන්. එවැනි ශක්තිමත් ක්ෂේත්රවල, ක්වොන්ටම් බලපෑම් සැලකිය යුතු විය යුතුය. එබැවින්, සම්භාව්‍ය සාපේක්ෂතාවාදයේ න්‍යාය, ඝනත්වය අසීමිත වන ලක්ෂ්‍යයන් පුරෝකථනය කර, පරමාණු අනිවාර්ය බව නිගමනය කිරීමෙන් සම්භාව්‍ය (එනම්, ක්වොන්ටම් නොවන) යාන්ත්‍ර විද්යාව අසාර්ථක වූ ආකාරයටම එහි අසාර්ථකත්වය පුරෝකථනය කළේය. ඒවායේ ඝනත්වය අසීමිත වන තෙක් කඩා වැටේ. සාමාන්‍ය සාපේක්ෂතාවාදය ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව සමඟ අඛණ්ඩව සංකලනය වන සම්පූර්ණ න්‍යායක් තවමත් අප සතුව නැත, නමුත් අනාගත න්‍යායේ සමහර ගුණාංග අපි දනිමු. කළු කුහර හා මහා පිපිරුම සම්බන්ධයෙන් මෙම ගුණාංග වලින් පහත දැක්වෙන දේ ගැන අපි ඊළඟ පරිච්ඡේදවල කතා කරමු. දැන් අපි ස්වභාවධර්මයේ අනෙකුත් සියලුම බලවේගයන් එක හා ඒකාබද්ධ ක්වොන්ටම් න්‍යාය බවට අපගේ අවබෝධය ඒකාබද්ධ කිරීමේ නවතම උත්සාහයන් වෙත යමු.
හයිසන්බර්ග්ගේ අවිනිශ්චිතතා මූලධර්ම ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ එක් ගැටලුවකි, නමුත් පළමුව අපි සමස්තයක් ලෙස භෞතික විද්‍යාවේ වර්ධනය වෙත යොමු වෙමු. 17 වන ශතවර්ෂයේ අවසානයේ අයිසැක් නිව්ටන් නවීන සම්භාව්‍ය යාන්ත්‍ර විද්යාව සඳහා පදනම දැමීය. එහි මූලික නීති සකස් කර විස්තර කළේ ඔහුයි, එහි ආධාරයෙන් කෙනෙකුට අප අවට ඇති ශරීරවල හැසිරීම පුරෝකථනය කළ හැකිය. 19 වන ශතවර්ෂයේ අවසානය වන විට, මෙම විධිවිධාන උල්ලංඝනය කළ නොහැකි සහ ස්වභාවධර්මයේ සියලු නීතිවලට අදාළ විය. විද්‍යාවක් ලෙස භෞතික විද්‍යාවේ ගැටලු විසඳී ඇති බවක් පෙනෙන්නට තිබුණි.
නිව්ටන්ගේ නීති උල්ලංඝනය කිරීම සහ ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ උපතඑහෙත්, එය සිදු වූ පරිදි, ඒ වන විට විශ්වයේ ගුණාංග ගැන පෙනෙන්නට තිබුණේ වඩා අඩුවෙන් ය. සම්භාව්‍ය යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ සංහිඳියාව කඩාකප්පල් කළ පළමු ගල වූයේ ආලෝක තරංග ප්‍රචාරණය කිරීමේ නීතිවලට අකීකරු වීමයි. මේ අනුව, එකල විද්යුත් ගති විද්යාව පිළිබඳ ඉතා තරුණ විද්‍යාවට සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් නීති මාලාවක් වර්ධනය කිරීමට බල කෙරුනි. නමුත් න්‍යායාත්මක භෞතික විද්‍යාඥයින් සඳහා ගැටලුවක් මතු විය: පද්ධති දෙකක් පොදු හරයකට ගෙන එන්නේ කෙසේද. මාර්ගය වන විට, විද්යාව තවමත් මෙම ගැටලුවට විසඳුමක් මත කටයුතු කරයි.
පරමාණුවල ව්‍යුහය පිළිබඳ ගැඹුරු අධ්‍යයනයකින් අවසානයේ සියල්ල ඇතුළත් නිව්ටෝනියානු යාන්ත්‍ර විද්යාව පිළිබඳ මිථ්‍යාව විනාශ විය. බ්‍රිතාන්‍ය ජාතික අර්නස්ට් රදර්ෆර්ඩ් විසින් කලින් සිතූ පරිදි පරමාණුව නොබෙදිය හැකි අංශුවක් නොවන බවත් එහි නියුට්‍රෝන, ප්‍රෝටෝන සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන අඩංගු බවත් සොයා ගන්නා ලදී. එපමණක් නොව, ඔවුන්ගේ හැසිරීම සම්භාව්‍ය යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ උපකල්පනවලට ද සම්පූර්ණයෙන්ම නොගැලපේ. සාර්ව ලෝකයේ ගුරුත්වාකර්ෂණය බොහෝ දුරට දේවල ස්වභාවය තීරණය කරන්නේ නම්, ක්වොන්ටම් අංශු ලෝකයේ එය අන්තර්ක්‍රියා කිරීමේ අතිශය කුඩා බලයකි. මේ අනුව, ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්‍යාවේ අත්තිවාරම් දමන ලද අතර එයට තමන්ගේම ප්‍රත්‍යක්ෂ ද තිබුණි. මෙම කුඩාම පද්ධති සහ අප පුරුදු වී සිටින ලෝකය අතර සැලකිය යුතු වෙනස්කම් වලින් එකක් වන්නේ හයිසන්බර්ග් අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මයයි. මෙම පද්ධති සඳහා වෙනස් ප්‍රවේශයක අවශ්‍යතාවය ඔහු පැහැදිලිව පෙන්නුම් කළේය.
හයිසන්බර්ග් අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය
20 වන ශතවර්ෂයේ මුල් කාර්තුවේ දී, ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍ර විද්යාව එහි පළමු පියවර තැබූ අතර, ලොව පුරා භෞතික විද්‍යාඥයන් අවබෝධ කර ගත්තේ එහි විධිවිධාන වලින් පහත දැක්වෙන දේ සහ එය විවෘත කරන අපේක්ෂාවන් මොනවාද යන්න පමණි. ජර්මානු සෛද්ධාන්තික භෞතික විද්යාඥ වර්නර් හයිසන්බර්ග් 1927 දී ඔහුගේ සුප්රසිද්ධ මූලධර්ම සකස් කළේය. හයිසන්බර්ග්ගේ මූලධර්ම සමන්විත වන්නේ ක්වොන්ටම් වස්තුවක අවකාශීය පිහිටීම සහ වේගය යන දෙකම එකවර ගණනය කළ නොහැකි බැවිනි. මෙයට ප්‍රධාන හේතුව වන්නේ අප මනින විට, අපි දැනටමත් මනිනු ලබන පද්ධතියට බලපෑම් කිරීම, එමඟින් එය බාධා කිරීමයි. සාර්ව තුළ අපට හුරුපුරුදු වස්තුවක් ඇගයීමට ලක් කරන්නේ නම්, අප එය දෙස බලන විට පවා එයින් ආලෝකයේ පරාවර්තනය අපට පෙනේ.
නමුත් හයිසන්බර්ග් අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය පවසන්නේ මැක්‍රොකොස්ම් ආලෝකයේ දී මනින ලද වස්තුවට බලපෑමක් නොමැති වුවද, ක්වොන්ටම් අංශු ෆෝටෝන (හෝ වෙනත් ව්‍යුත්පන්න මිනුම්) අංශුව කෙරෙහි සැලකිය යුතු බලපෑමක් ඇති කරන බවයි. ඒ අතරම, ක්වොන්ටම් භෞතික විද්‍යාවට අභ්යවකාශයේ සිරුරක වේගය හෝ පිහිටීම වෙන වෙනම මැනීමට තරමක් හැකියාවක් ඇති බව සඳහන් කිරීම සිත්ගන්නා කරුණකි. නමුත් අපගේ වේග කියවීම් වඩාත් නිවැරදි වන තරමට, අපගේ අවකාශීය පිහිටීම ගැන අපට දැනගත නොහැකි වනු ඇත. සහ අනෙක් අතට. එනම්, හයිසන්බර්ග් අවිනිශ්චිතතා මූලධර්මය ක්වොන්ටම් අංශුවල හැසිරීම අනාවැකි කීමේදී යම් යම් දුෂ්කරතා ඇති කරයි. වචනාර්ථයෙන් එය පෙනෙන්නේ මෙයයි: අපි ඒවා නිරීක්ෂණය කිරීමට උත්සාහ කරන විට ඔවුන් ඔවුන්ගේ හැසිරීම වෙනස් කරයි.
